一個java檔案被執行的歷程

糖拌蕃茄發表於2020-12-17
Java

學習java以來，都是以語法，類庫入手，最基本的也是最基礎的java編譯過程往往被我遺忘，先解釋一下學習java第一課時，都聽到過的一句話，“java是半解釋語言”。什麼是半解釋語言。

Java的編譯過程

Java程式從原始檔建立到程式執行要經過兩大步驟

1、原始檔由編譯器編譯成位元組碼（ByteCode）

2、位元組碼由java虛擬機器解釋執行。因為java程式既要編譯同時也要經過JVM的解釋執行，所以說Java被稱為半解釋語言（ "semi-interpreted" language）。

一個栗子

下面我們通過一個簡單的 OneTest.java，來看一下一個java檔案從編譯到執行的歷程。

Public class OneTest{
    public static void main(String[] args){
          Person one = new Person();
           one.say();
    }
}
Public class Person{
    private String name;

    public void say(){
       System.out.println("I `m a Person");
   }
}

這裡是兩個java檔案，分別是OneTest.java,Person.java

第一步

首先是編譯階段，由JVM編譯器，將OneTest.java檔案進行編譯，得到位元組碼檔案（OneTest.class），這裡我們發現，OneTest.java中依賴了Person物件，也就是需要Person.java檔案，編譯器便會檢索Persion.java是否被編譯（是否存在Person.class），若不存在，則先編譯Person.java，java編譯一個類時，如果這個類所依賴的類還沒有被編譯，編譯器會自動的先編譯這個所依賴的類，然後引用。

1、如果java編譯器在指定的目錄下找不到該類所依賴的類的 .class檔案或者 .java原始檔，就會報 “Cant found sysbol”的異常錯誤。

2、編譯後的位元組碼檔案格式主要分為兩部分：常量池和方法位元組碼。
常量池記錄的是程式碼出現過的常量、類名、成員變數（Person.java中的類Person名、name成員變數）等以及符號引用（類引用、方法引用（OneTest.java中的person.say），成員變數引用等）；方法位元組碼中放的是各個方法的位元組碼。

第二步

然後進行解釋執行階段，這裡執行階段分為兩步：類的載入和類的執行

JVM主要在程式第一次主動使用類的時候，才會去載入該類。也就是說，JVM並不是在一開始就把一個程式就所有的類都載入到記憶體中，而是到不得不用的時候才把它載入進來，而且只載入一次。

1、OneTest類的載入：在類路徑下找到編譯好的 java 程式中；得到 OneTest.class 位元組碼檔案後，系統就會啟動一個 JVM 程式，JVM程式從classpath路徑下找到一個名為OneTest.class的二進位制檔案，將OneTest.class檔案中的類資訊載入到執行時資料區的方法區中，這一過程叫做類的載入。（只有類資訊在方法區中，才能建立物件，使用類中的成員變數）關於類的載入器

 

2、執行OneTest.java中的main方法：main函式的第一條命令是Persion  person = new Person();就是讓JVM建立一個Person物件，但是這時候方法區中沒有Person類的資訊，所以JVM馬上載入Person類，把Person類的型別資訊放到方法區中。

3、載入完Person類之後，Java虛擬機器做的第一件事情就是在堆區中為一個新的Person例項分配記憶體, 然後呼叫建構函式初始化Person例項，這個Person例項持有著指向方法區的Person類的型別資訊（其中包含有方法表，java動態繫結的底層實現）的引用

4、當使用person.say()的時候，JVM根據person引用找到Person物件，然後根據Person物件持有的引用定位到方法區中Person類的型別資訊的方法表，獲得say()函式的位元組碼的地址。

5、執行say方法。

 

 

 

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